第13讲 生成树协议(1).ppt

1、第13讲 生成树协议(1),若网络中出现了环路时，计算机间的通信会出现什么现象？如何避免环路的出现？,知识目标,掌握STP的定义、工作原理 掌握选取根网桥的方法和人为建立根网桥的配置 掌握STP端口的状态转换 掌握选举指定端口与路径成本,技能目标,能理解STP的定义及工作原理 能完成根网桥的选取 理解STP端口状态的转换过程,态度目标,培养学生自主学习能力和知识应用能力 培养学生勤于思考、认真做事的良好作风 培养学生独立工作的能力，树立自信心,生成树协议的概念,生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol）是DEC开发的一种网桥到网桥（bridge-to-bridge）协议

2、。后来IEEE 802委员会对DEC的生成树算法进行了修订，并将修订结果以IEEE 802.1D规范的方式予以发布。DEC算法和IEEE 802.1D算法并不相同。,生成树协议使用生成树算法，在一个具有冗余路径的容错网络中计算出一个无环路的路径，使一部分端口处于转发状态，而一部分端口处于阻塞状态（备用状态），从而生成一个稳定的、无环路的生成树网络拓扑。 若发现当前路径故障，生成树协议能立即激活相应的端口，打开备用链路，重新生成生成树的网络拓扑，以保持网络的正常工作。 生成树协议的优点：网络既保证了不出现环路又具有容错能力。,生成树协议的工作原理,生成树要求给每台网桥分配一个唯一的标识符，即网桥

3、ID。网桥ID由2字节优先级和网桥6字节的MAC地址组成。,根网桥与根端口的选取原则: 网桥中优先级ID的值最小的交换机被选为根交换机，如果两个交换机具有相同的优先级，让较小MAC地址的交换机成为根交换机。 一台交换机中根路径花费的值为最低的端口被选为根端口，如果有多个端口具有相同的根路径花费，则具有最高优先级的端口为根端口。,生成树端口状态有四种 : 阻塞（Blocking）。不转发帧，监听网桥协议数据单元BPDU。当交换机启动后，所有端口在默认状态下处于阻塞状态。 侦听（Listening）。查看、发送和接收BPDU，以确定最佳网络连接，确保在传送数据帧之前网络上没有回路。 学习（Lear

4、ning）。学习MAC地址，建立过滤表，但不转发数据帧。这种状态表明端口正为传输做准备，它获悉网段上的地址，以防止形成不必要的广播。 转发（Forwarding）。能在端口上发送和接收数据。,正常情况下，端口处于转发状态或阻塞状态之一。处于转发状态的端口到根网桥的路径成本最低。 网络连接发生变化导致转发状态的端口不可用时，处于阻塞状态的端口将依次进入侦听和学习状态，最后进入转发状态。,生成树路径成本是路径中所有链路的带宽得到的累积成本。每个交换机端口都有一个根路径花费，根路径花费是该交换机到根交换机所经过的各个网段的路径花费的总和。,连接在被阻塞端口的链路成为冗余链路。 当交换机在状态转换时，

5、不转发任何数据帧。当所有的交换机都确定有相同的数据库时，就表示算法已经收敛了，相应的端口开始转发数据。,人为建立根网桥,不要将接入层的交换机配置为根网桥。STP根网桥通常是汇聚层或者核心层的交换机。 通过命令直接建立根网桥： spanning-tree vlan vlan-id root primary （网桥优先级被置为24576）,switchconfig terminal switch（config）#spanning-tree vlan vlan-id root primary dianmeter net-diameter hello-time sec （为VLAN配置根网桥、网络半径

6、以及HELLO间隔） ROOT关键字：指定这台交换机为根网桥 diameter net-dianmeter：该关键字指定在末端口主机任意两点之间的网段的最大数量。net-diameter的值是27.这个直径应该从根网桥开始计算，根网桥是1,修改网桥的优先级别 spanning-tree vlan vlan-id root primary （主ROOT网桥优先级被置为24576） spanning-tree vlan vlan-id root secondary（备份ROOT网桥优先级被置为28672） 修改网桥优先级： spanning-tree vlan vlan-id priority b

7、ridge-priority,确定到根网桥的路径,生成树协议依次用BPDU中这些不同域来确定根网桥的最佳路径： 根路径成本（ROOT PATH COST） 发送网桥ID（BRIDGEID） 发送端口ID（PORTID）,从端口发出BPDU时，它会被施加一个端口成本，所有端口成本的总和就是根路径成本。 生成树首先查看根路径成本，报告最低路径成本的端口被选为转发端口。 若根路径成本相同，则报告有最低网桥ID的BPDU端口被允许进行转发。 如果路径成本和发送网桥ID都相同（如在平行链路中），则端口ID值小的将作为转发端口。,STP端口状态的转换过程,一个阻塞状态的端口如果20秒未收到BPDU，则进入

8、侦听状态 15秒之后(最大时间)，如果端口在选举完成后依然保持为指定端口或根端口，则进入学习状态，否则进入阻塞状态 学习状态的端口可以用它侦听到的MAC地址来构成自己的MAC表，学习15秒后，端口进入转发状态,课堂实践,阻塞状态(blocking) 、侦听状态(listening) 、学习状态(learning) 、转发状态(forwarding) 、禁止状态(disabled) 的区别,选举指定端口,根网桥上所有的端口都是指定端口。非根网桥上指定端口，生成树算法依靠BID、路径开销、端口ID而运作。 STP执行下列判决顺序： 确定根交换机； 计算到根交换机的最小路径开销； 确定最小的发送者B

9、ID； 确定最小的端口ID。,注意： 每一个网络只能有一个根桥，每个非根网桥只能有一个根端口，每段只能有一个指派端口，只要做这三件事就能确定哪个是阻塞端口。 根网桥是以BID判断，BID越小就为根桥，非根网桥的根端口是以path cost判断。,路径成本,生成树路径成本是路径上所有链路的带宽的总路径成本累积值。,修改端口成本,spanning-tree vlan vlan-id cost cost （修改端口成本） no spanning-tree vlan vlan-id cost （恢复默认成本） show spanning-tree interface interface-id detail（查